基于FDA-MIMO的距離欺騙干擾鑒別方法

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1、2017年4月第43卷第4期北京航空航天大學(xué)學(xué)報JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsApril2017V01．43NO．4http：ffbhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0257基于FDA．MIMO的距離欺騙干擾鑒別方法張昭建，謝軍偉4，李欣，盛川，胡祺勇(空軍工程大學(xué)防空反導(dǎo)學(xué)院，西安710051)摘要：提出了一種基于頻率分集陣列多輸入多輸出(FDA

2、—MIMO)的距離欺騙干擾鑒別方法。FDA．MIMO中，目標(biāo)回波在陣元間產(chǎn)生的相位差及空間角頻率與距離、角度呈線性關(guān)系，而假目標(biāo)不滿足該關(guān)系。本文對目標(biāo)回波和多類假目標(biāo)在FDA-MIMO接收端的相位差、空間角頻率進(jìn)行了理論推導(dǎo)，詳細(xì)分析了上下變頻、匹配濾波、信號混合、移頻等因素的影響，給出了假目標(biāo)鑒別的具體流程。理論分析及仿真結(jié)果表明，該方法能準(zhǔn)確提取混合信號的相位差及空間角頻率信息，有效對抗多種類型的轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾。關(guān)鍵詞：雷達(dá)；轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾；頻率分集陣列(FDA)；相位差；空間角頻率中圖分類號：TN974文獻(xiàn)標(biāo)識

3、碼：A文章編號：1001-5965(2017)04-0738-09雷達(dá)對抗中，基于數(shù)字射頻存儲器(DRFM)的轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾，能夠?qū)走_(dá)探測信號進(jìn)行瞬時截獲和精確復(fù)制，使雷達(dá)產(chǎn)生多個逼真假目標(biāo)，給信號檢測和目標(biāo)跟蹤帶來巨大挑戰(zhàn)。針對DRFM假目標(biāo)干擾，文獻(xiàn)[1-2]通過發(fā)射一組相關(guān)性能優(yōu)良的信號集，利用轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾與目標(biāo)回波的相對時延實現(xiàn)干擾信號抑制，但無法處理干擾與回波在同一脈沖重復(fù)周期內(nèi)的混合信號。文獻(xiàn)[3]研究了目標(biāo)回波和轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾在幅度起伏、高階統(tǒng)計量、雙譜特征上的差異，但相關(guān)特征量計算復(fù)雜度高，且提取較

4、為困難。文獻(xiàn)[4．5]研究了網(wǎng)絡(luò)化雷達(dá)場景下，通過位置、速度、角度數(shù)據(jù)融合及各站雷達(dá)回波幅度的相關(guān)性檢測等手段，實現(xiàn)假目標(biāo)剔除。當(dāng)假目標(biāo)數(shù)量較多時，相關(guān)算法計算復(fù)雜度高，難以滿足探測跟蹤的實時性要求。2006年，Antonik等。6o提出了頻率分集陣列(FDA)的概念，引起了廣泛關(guān)注。FDA雷達(dá)通過在傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)各陣元中引入微小頻差，使空間波束指向隨距離變化而發(fā)生變化，實現(xiàn)了波束的空間掃描，同時，其距離獨立性和角度自動掃描的性質(zhì)使頻率分集可用于鑒別和抑制干擾，在多徑抑制及假目標(biāo)干擾方面具有較大潛力∞。1。近年來，國內(nèi)

5、外學(xué)者針對FDA體制的波束掃描特性開展了大量研究，文獻(xiàn)[9]討論了FDA的波束特性及應(yīng)用前景，指出了FDA體制仍需解決的幾項問題；文獻(xiàn)[10．11]對FDA空間波束掃描特性進(jìn)行了理論分析，得到了FDA陣列波束指向與引入頻差間的對應(yīng)關(guān)系；文獻(xiàn)[12]討論了FDA體制在多輸人多輸出(MIMO)中的應(yīng)用，給出了FDA—MIMO雷達(dá)的波束控制及波束形成算法；文獻(xiàn)[13．15]討論了FDA體制在角度及距離參數(shù)估計方面的主要特點，指出了FDA在目標(biāo)參數(shù)估計方面較傳統(tǒng)相控陣精度較高；文獻(xiàn)[16]提出了可用于轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干擾抑制的FDA

6、．MIMO模型，但僅對發(fā)射信號為單頻信號的狀態(tài)進(jìn)行了討論，且未提及相鄰陣元相位差的提取方法。針對以上問題，本文提出了基于FDA的假目收稿日期：2016-04-05；錄用13期：2016-06-03；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-06-2309：09網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWW．cnki．net／kems／detail／11．2625．V．20160623．0909．001．html基金項目：國家自然科學(xué)基金(61501500)}通訊作者：E-mail：fdxiejunwei@163．con引用格式：張昭建，謝軍偉，李欣，等．基于FD

7、A—MIMO的距離欺騙干擾鑒別方法ⅡJ．北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2017，43(4)：738．746．ZHANGZJ，XIEJW，LIX，eta1．DiscriminationmethodofrangedeceptionjammingbasedonFDA·MIMO[J1．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(4)：738—746(inChinese)．第4期張昭建，等：基于FDA．MIMO的距離欺騙干擾鑒別方法739標(biāo)干擾抑制方法，通

8、過提取雷達(dá)接收信號在不同陣元間的相位差或空間角頻率，實現(xiàn)目標(biāo)回波與假目標(biāo)的區(qū)分與鑒別，理論推導(dǎo)與仿真結(jié)果表明，該方法能有效對抗各類DRFM假目標(biāo)干擾。1FDA信號模型目前，得到普遍討論的FDA主要為均勻線性陣列(ULA)FDA，結(jié)構(gòu)如圖1所示。各陣元發(fā)射信號可表示為s。(t)=exp(j21Tfmt)(1)式中：f為自脈沖起始時刻